Potential Energy · Énergie potentielle
| English | Français |
|---|---|
| potential energy/pəˈtenʃl ˈenədʒi/ | énergie potentielle |
| gravitational potential energy/ˌɡrævɪˈteɪʃənl pəˈtenʃl ˈenədʒi/ | énergie potentielle gravitationnelle |
| elastic potential energy/ɪˈlæstɪk pəˈtenʃl ˈenədʒi/ | énergie potentielle élastique |
| conservative force/kənˈsɜːvətɪv fɔːs/ | force conservative |
| stable equilibrium/ˈsteɪbl ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | équilibre stable |
| unstable equilibrium/ʌnˈsteɪbl ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | équilibre instable |
Energy waiting to happen
- Lift a book onto a shelf and it just sits there -- but it now holds hidden energy.
- Nudge it off and that stored energy becomes motion as it falls.
- Energy tied up in position is called potential energy.
- It is nature's rechargeable battery.
L'énergie en attente
- Soulevez un livre sur une étagère et il reste là -- mais il détient maintenant une énergie cachée.
- Donnez-lui une petite poussée et cette énergie stockée devient du mouvement alors qu'il tombe.
- L'énergie liée à la position est appelée énergie potentielle.
- C'est la batterie rechargeable de la nature.
Potential energy
- Potential energy 势能 is energy stored in the arrangement of a system, not its motion.
- It depends only on where things are.
- Two common kinds power most of mechanics.
Énergie potentielle
- L'énergie potentielle 势能 est l'énergie stockée dans l'arrangement d'un système, et non son mouvement.
- Elle dépend uniquement de où se trouvent les choses.
- Deux types communs alimentent la plupart de la mécanique.
Gravitational and elastic
- Gravitational potential energy 引力势能 near the ground: $U_g = mgy$ -- lift higher, store more.
- Elastic potential energy 弹性势能 in a spring: $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$ -- stretch more, store more.
- Release either and it converts into kinetic energy.
Gravitationnelle et élastique
- L'énergie potentielle gravitationnelle 引力势能 près du sol : $U_g = mgy$ -- soulevez plus haut, stockez plus.
- L'énergie potentielle élastique 弹性势能 dans un ressort : $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$ -- étirez plus, stockez plus.
- Libérez l'un ou l'autre et ils se convertissent en énergie cinétique.
Lift a $2\ \text{kg}$ book $1.5\ \text{m}$ ($g = 9.8$). How much gravitational potential energy is stored (in J)? · Soulevez un livre de $2\ \text{kg}$ de $1.5\ \text{m}$ ($g = 9.8$). Quelle énergie potentielle gravitationnelle est stockée (en J) ?
$U_g = mgy = 2 \times 9.8 \times 1.5 = 29.4\ \text{J}$.
A spring ($k = 200\ \tfrac{\text{N}}{\text{m}}$) is compressed $0.10\ \text{m}$. Elastic potential energy stored (in J)? · Un ressort ($k = 200\ \tfrac{\text{N}}{\text{m}}$) est comprimé de $0.10\ \text{m}$. Énergie potentielle élastique stockée (en J) ?
$U_s = \tfrac{1}{2}kx^2 = \tfrac{1}{2}(200)(0.10)^2 = 1\ \text{J}$.
Select all · tout forms of potential energy covered here. · Sélectionnez toutes les formes d'énergie potentielle abordées ici.
Gravitational and elastic are conservative-force energies. There is no frictional potential energy. · La gravitationnelle et l'élastique sont des énergies associées à des forces conservatives. Il n'existe pas d'énergie potentielle de frottement.
Force is the slope of energy
- A conservative force 保守力 (gravity, springs) is the negative slope of its potential energy:
- Steep energy hill → strong force. Flat → no force.
- This turns an energy graph into a force map.
La force est la pente de l'énergie
- Une force conservative 保守力 (gravité, ressorts) est la pente négative de son énergie potentielle :
- Colline énergétique raide → forte force. Plat → aucune force.
- Cela transforme un graphique d'énergie en une carte de forces.
Gravitational potential energy · Énergie potentielle gravitationnelle
Near the surface, gravitational potential energy is proportional to height. · Près de la surface, l'énergie potentielle gravitationnelle est proportionnelle à la hauteur.
Friction has an associated potential energy, just like gravity. · La friction possède une énergie potentielle associée, tout comme la gravité.
Only conservative forces have potential energy. Friction dissipates energy as heat -- it cannot be stored. · Seules les forces conservatives ont une énergie potentielle. La friction dissipe l'énergie sous forme de chaleur -- elle ne peut pas être stockée.
A conservative force equals the ____ slope of its potential energy, $F_x = -dU/dx$. · Une force conservative est égale à la ____ pente de son énergie potentielle, $F_x = -dU/dx$.
$F_x = -dU/dx$ -- the force points "downhill" on the energy graph. · $F_x = -dU/dx$ -- la force pointe vers le bas sur le graphique de l'énergie.
Reading a potential-energy graph
- On a $U$-versus-position graph, valleys are points of stable equilibrium 稳定平衡 (a nudge brings it back).
- Hilltops are unstable equilibrium 不稳定平衡 (a nudge sends it away).
- An object speeds up rolling downhill on the graph and slows going up.
Lire un graphique d'énergie potentielle
- Sur un graphique $U$-contre-position, les vallées sont des points d'équilibre stable 稳定平衡 (une poussée le ramène).
- Les sommets des collines sont un équilibre instable 不稳定平衡 (une poussée l'éloigne).
- Un objet accélère en roulant en descente sur le graphique et ralentit en montant en montée.
On a potential-energy graph, a valley (local minimum) is a point of... · Sur un graphique d'énergie potentielle, une vallée (minimum local) est un point de...
At a valley a small nudge brings the object back -- stable equilibrium. A hilltop is unstable. · Dans une vallée, une petite poussée ramène l'objet en place -- équilibre stable. Un sommet de colline est instable.
For a spring, $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$.
- The force is $F_x = -\dfrac{dU}{dx} = -kx$ -- Hooke's law falls right out of the derivative.
- The graph of $U_s$ is a parabola with its minimum at $x = 0$ -- a stable equilibrium.
Pour un ressort, $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$.
- La force est $F_x = -\dfrac{dU}{dx} = -kx$ -- la loi de Hooke découle directement de la dérivée.
- Le graphique de $U_s$ est une parabole avec son minimum à $x = 0$ -- un équilibre stable.
Only conservative forces have a potential energy. Friction does not -- the energy it removes turns to heat and cannot be "stored" or recovered. So there is no "friction potential energy."
Seules les forces conservatives ont une énergie potentielle. Le frottement n'en a pas -- l'énergie qu'il retire se transforme en chaleur et ne peut pas être "stockée" ou récupérée. Il n'existe donc pas d'"énergie potentielle de friction".
Potential energy is stored by position: gravitational $U_g = mgy$ and elastic $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$. A conservative force is the negative slope of its energy, $F_x = -dU/dx$. On a $U$-graph, valleys are stable equilibrium, hilltops unstable.
L'énergie potentielle est stockée par la position : gravitationnelle $U_g = mgy$ et élastique $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$. Une force conservative est la pente négative de son énergie, $F_x = -dU/dx$. Sur un graphique $U$, les vallées sont un équilibre stable, les sommets des collines instables.